PL213141B1 - Sposób i system do teleinformatycznej kontroli pracy oraz stanu złącz przenośnika taśmowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób teleinformatycznej kontroli pracy i stanu złącz przenośnika taśmowego oraz system do stosowania tego sposobu.

Transport towarów przenośnikami taśmowymi, niezależnie gdzie się odbywa, to jest na powierzchni lub pod ziemią charakteryzuje się znaczną awaryjnością, wynikającą z małej trwałości taśmy i jej złączy. Typowe złącza taśmy wykonywane metodą klejenia na zimno, klejenia na ciepło lub klejenia z jednoczesnym wzmocnieniem mechanicznym, na przykład złącza klejowo-nitowe posiadają liczne zalety, ale również i znaczne wady. Za najbardziej właściwe metody wykonywania połączeń uznaje się technologie klejenia, gdyż zapewniają one zachowanie ciągłości taśmy, połączenia klejowe mają dużą wytrzymałość oraz trwałość, a ponadto dobrze współpracują z krążnikami i bębnami przenośnika. Natomiast istotną ich wadą jest niska wytrzymałość na zrywanie w porównaniu z wytrzymałością samej taśmy. Typowe złącza klejowe odznaczają się znacznym rozrzutem wytrzymałości mechanicznej, co jest spowodowane różnymi warunkami temperaturowymi i wilgotnościowymi w czasie ich wykonywania. W rezultacie często dochodzi do zerwania złącza taśmy przenośnika bez wystąpienia wcześniejszych widocznych objawów, wskazujących na bliskie powstanie jego uszkodzenia.

Znany jest sposób kontroli stanu taśmy oraz jej złączy w przenośniku taśmowym polegający na monitorowaniu rys wzdłużnych taśm wzmocnionych linkami stalowymi. Do wykorzystywania powyższego sposobu stosuje się odpowiednie czujniki taśmowe i detektory. Sposób ten nie pozwala na ciągłe monitorowanie stanu złącza klejowego lub klejowo-mechanicznego, identyfikację złącza oraz określenie momentu zbliżającego się zerwania taśmy. Jego zadaniem jest jedynie detekcja występowania rys wzdłużnych na taśmie przenośnika.

Z opisu patentowego nr WO2005005292 A1 (METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT ELONGATION, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT WEAR EXTENT, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT TEMPERATURE, RUBBER MAGNET SHEET, AND METHOD OF PRODUCING RUBBER MAGNET SHEET) znane jest rozwiązanie stanowiące metodę pomiaru wydłużenia taśmy przenośnika w ruchu, poprzez zastosowanie zestawu magnesów wbudowanych w taśmę przenośnika, które przemieszczając się wraz z taśmą oddziałują na czujnik pola magnetycznego, który odczytuje wartość tego pola, a wydłużenie taśmy określone jest ze specjalnego wzoru. Zestaw magnesów taśmy jest tak ukształtowany, aby kierunek pól magnetycznych przecinał się pod kątami prostymi z powierzchnią taśmy przenośnika i był przeciwny pomiędzy przylegającymi magnesami gumy. Celem rozwiązania jest pomiar wydłużenia elementów taśm przenośników taśmowych w celu identyfikacji uszkodzeń i wczesne wykrycie ryzyka zerwania taśmy. Rozwiązanie WO2005005292 odnosi się wyłącznie do wydłużenia taśmy (całej taśmy), jednakże nie dotyczy zabezpieczenia przed uszkodzeniem taśmy przenośnika w wyniku nadmiernego wydłużenia złącza, bliskiego granicznej wartości jego wydłużenia względnego grożącego zerwaniem złącza. Złącze jest mniej wytrzymałe na obciążenia, przez co jest o wiele bardziej narażone na zerwanie niż sama taśma, zatem pomiar wydłużenia złączy jest najistotniejszy. Ponadto w rozwiązaniu WO2005005292 czujnik montowany jest pod taśmą (na schemacie na końcu przenośnika, przed rolą zwrotną), a nie pod taśmą górną, ale tuż za rolą napędową, na początku przenośnika, gdzie występuje największe obciążenie taśmy i tym samym największe wartości wydłużenia odcinków ze złączami, co jest główną przyczyną uszkodzeń. Rozwiązanie WO2005005292 przewiduje zatem pomiar w miejscu najmniej obciążonym, co jest znaczną niedogodnością tego rozwiązania.

Z opisu patentowego nr JP2005106761A (METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ELONGATION OF CONVEYOR BELT) znane jest rozwiązanie, które koncentruje się wyłącznie na metodzie pomiaru wydłużenia taśmy przenośnika. Jednak podobnie jak w rozwiązaniu WO2005005292 - odnosi się do problemu wydłużenia taśmy, nie dotyczy natomiast kontroli wydłużenia złączy taśmy i ich identyfikacji.

Z opisu patentowego nr US6715602B1 (Sensor system for conveyor belt) znany jest system czujników do przenośnika taśmowego. W rozwiązaniu wykorzystano specjalne czujniki sygnalizujące uszkodzenie lub zużycie taśmy, oparte na działaniu transponderów - urządzeń elektronicznych stosowanych w systemach radaru czynnego. Transpondery zastosowane w taśmie pozwalają jednak jedynie na ocenę zużycia ściernego taśmy lub jej rozcięcia. Rozwiązanie jest technicznie kłopotliwe, ponieważ wymaga budowy specjalnego systemu nadawczo-odbiorczego, układu anten oraz odpowiednio zaimplantowanych transponderów. Jakość danych uzyskiwanych z takiego systemu jest niska, a duża liczba wrażliwych na uszkodzenia urządzeń wchodzących w jego skład stanowi znaczące

PL 213 141 B1 utrudnienie dla obsługi. Są to ponadto systemy lokalne, znajdujące rzadkie zastosowanie w układzie rozbudowanego i kompleksowego monitorowania, a z racji dość skomplikowanej konstrukcji i niskiej efektywności są wykorzystywane w praktyce przemysłowej niezwykle rzadko.

Dotychczas nie są znane skuteczne, a jednocześnie stosunkowo proste w wykonaniu metody pozwalające na bezinwazyjne określenie oraz monitorowanie stanu złącz taśmy w czasie pracy taśmociągu. Znane są jedynie przybliżone dane dotyczące wytrzymałości poszczególnych typów połączeń, określone zgodnie z normą PN-97C-94143 „Wyroby taśmowe. Połączenia taśm przenośnikowych metodą wulkanizacji przy pomocy badań laboratoryjnych.

Celem wynalazku jest identyfikacja i monitorowanie trwałości złączy taśmy przenośnika, wykonywanych metodą klejenia lub klejenia z wzmocnieniem mechanicznym poprzez ciągły pomiar i analizę ich wydłużenia w czasie pracy.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w taśmie przenośnika przed i za złączem taśmy umieszcza się znacznik, korzystnie magnetyczny. Przejście tego znacznika przez strefę wykrywania czujnika, reagującego na znacznik jest rejestrowane w bazie danych systemu komputerowego jako długość odcinka taśmy pomiędzy znacznikiem poprzednim a bieżącym. W bazie danych systemu komputerowego zapisuje się ponadto informacje o dacie, czasie i prędkości chwilowej taśmociągu, w momencie wykrycia znacznika przez czujnik. Dane te przetwarza się za pomocą jednego lub kilku programów komputerowych, pracujących na wspólnej bazie danych i porównuje wyniki analizy stanu złącza taśmy z założonymi wartościami progowymi. Przekroczenie tych wartości może spowodować zerwanie złącza.

Po wykryciu przez czujnik znacznika, sterownik mikroprocesorowy odczytuje z urządzenia do pomiaru długości dane pomiarowe, po czym dane te przesyła się za pomocą urządzenia do transmisji danych cyfrowych do komputera i zapisuje się je w bazie danych. Zgromadzone w tej bazie informacje przetwarza się w systemie komputerowym z wykorzystaniem programów systemowych. Działanie sposobu w ramach systemu według wynalazku zapewnia stałą wizualizację i kontrolę stanu zmiany długości monitorowanych złączy.

System według wynalazku charakteryzuje się tym, że w taśmie monitorowanego przenośnika przed i za złączem taśmy jest umieszczony znacznik w postaci elementu, korzystnie magnetycznego. W pobliżu przenośnika znajduje się czujnik wykrywający przesunięcie znacznika taśmy przez strefę działania czujnika. W skład systemu wchodzą ponadto: urządzenie do pomiaru długości taśmy, umieszczone w pobliżu czujnika, sterownik mikroprocesorowy, urządzenie do transmisji danych cyfrowych, używane do przesyłania wyników pomiarowych oraz system komputerowy zawierający komputer lub kilka komputerów połączonych siecią komputerową oraz oprogramowanie z programami działającymi na wspólnej bazie danych.

Czujnik jest dołączony do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego lub do wejścia//wyjścia urządzenia do pomiaru długości. Urządzenie to jest również dołączone do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego. Natomiast sterownik mikroprocesorowy jest połączony z urządzeniem do transmisji danych cyfrowych i dalej z siecią komputerową.

Wynalazek, charakteryzuje się korzystnymi skutkami w porównaniu do znanych rozwiązań ze stanu techniki. W szczególności wynalazek umożliwia bieżące monitorowanie zmian długości złączy taśmowych i stanu zużycia taśmy w czasie pracy przenośnika w aspekcie określenia momentu zbliżającego się zerwania taśmy oraz odpowiedniego przeciwdziałania temu zerwaniu. Dzięki temu możliwe jest podejmowanie decyzji o wymianie lub naprawie złącza taśmowego z wyprzedzeniem i wykonywanie tych czynności w trakcie trwania planowanych, a nie wymuszonych zerwaniem przerw technologicznych.

Dodatkowe zalety rozwiązania według wynalazku to możliwość wykrywania niebezpiecznych naprężeń taśmy i reagowania w systemie automatyki na układ napędowy taśmociągu, ciągła wizualizacja i kontrola pracy przenośnika taśmowego, identyfikacja i lokalizacja złączy w każdej chwili pracy tego przenośnika.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania, który jest zilustrowany rysunkiem przedstawiającym schemat blokowy systemu realizującego sposób według wynalazku.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w taśmie 1 przenośnika przed i za jej złączem 2 umieszcza się znacznik magnetyczny 3. Przejście tego znacznika 3 przez strefę wykrywania czujnika 4, który reaguje na znacznik 3 jest rejestrowane w bazie danych systemu komputerowego 8, jako długość odcinka taśmy 1 pomiędzy znacznikiem poprzednim a bieżącym. Długość odcinka pomiędzy kolejnymi znacznikami mierzona jest w mierniku długości 5.

PL 213 141 B1

Ponadto w bazie danych systemu komputerowego 8 zapisuje się informacje o dacie, czasie i prędkości chwilowej taśmociągu, w momencie wykrycia znacznika 3 przez czujnik 4. Dane te przetwarza się za pomocą programu komputerowego, pracującego na bazie danych systemu komputerowego 8 i porównuje się wyniki analizy stanu złącza 2 taśmy 1 z założonymi wartościami progowymi, przekroczenie których wartości może spowodować zerwanie złącza 2.

Po wykryciu przez czujnik 4 znacznika 3, sterownik mikroprocesorowy 6 odczytuje z urządzenia 5 do pomiaru długości dane pomiarowe, po czym dane te przesyła się za pomocą urządzenia do transmisji danych cyfrowych 7 do komputera i zapisuje się je w bazie danych. Zgromadzone w tej bazie informacje przetwarza się w systemie komputerowym 8 z wykorzystaniem programu systemowego. Działanie sposobu w ramach systemu według wynalazku zapewnia stałą wizualizację i kontrolę stanu monitorowanych złączy.

System według wynalazku obejmuje taśmę 1 monitorowanego przenośnika, w której jest umieszczony przed i za złączem 2 znacznik 3 w postaci elementu magnetycznego. W pobliżu przenośnika taśmowego znajduje się czujnik 4 wykrywający przesunięcie znacznika 3 taśmy 1 przez strefę działania czujnika 4. W skład systemu wchodzą ponadto: urządzenie 5 do pomiaru długości taśmy 1, umieszczone w pobliżu czujnika 4, sterownik mikroprocesorowy 6, urządzenie do transmisji danych cyfrowych 7 używane do przesyłania wyników pomiarowych oraz system komputerowy 8 zawierający komputer połączony siecią komputerową oraz oprogramowanie działające na bazie danych.

Czujnik 4 jest dołączony do wejścia/wyjścia urządzenia 5 do pomiaru długości, przy czym urządzenie 5 jest dołączone do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego 6, który połączony jest z urządzeniem 7 do transmisji danych cyfrowych.

Claims (4)

1. Sposób teleinformatycznej kontroli pracy oraz stanu złącz taśmy przenośnika taśmowego, znamienny tym, że w taśmie (1) przenośnika przed i za złączem (2) taśmy umieszcza się znacznik (3), korzystnie magnetyczny, a przejście znacznika (3) przez strefę wykrywania czujnika (4) jest rejestrowane w bazie danych systemu komputerowego (8), jako długość odcinka taśmy (1) pomiędzy znacznikiem poprzednim a bieżącym, a ponadto w bazie danych systemu komputerowego (8) zapisywane są informacje o dacie, czasie i prędkości chwilowej taśmociągu, w momencie wykrycia znacznika (3) przez czujnik (4), przy czym dane te przetwarza się za pomocą jednego lub kilku programów komputerowych, pracujących na wspólnej bazie danych systemu komputerowego (8) i porównuje się wyniki analizy stanu złącza (2) taśmy (1) z założonymi wartościami progowymi, przekroczenie których wartości może spowodować zerwanie złącza (2).

2. Sposób teleinformatycznej kontroli, według zastrz. 1, znamienny tym, że po wykryciu przez czujnik (4) znacznika (3), sterownik mikroprocesorowy (6) odczytuje z urządzenia (5) do pomiaru długości dane pomiarowe, przy czym dane te przesyła się za pomocą urządzenia do transmisji danych cyfrowych (7) do komputera i zapisuje się je w bazie danych, natomiast zgromadzone w tej bazie dane przetwarza się w systemie komputerowym (8) z wykorzystaniem programów systemowych.

3. System do teleinformatycznej kontroli pracy oraz stanu złącz taśmy przenośnika taśmowego, znamienny tym, że w taśmie (1) monitorowanego przenośnika przed i za złączem (2) jest umieszczony znacznik (3) w postaci elementu, korzystnie magnetycznego, natomiast w pobliżu przenośnika taśmowego znajduje się czujnik (4) wykrywający przesunięcie znacznika (3) taśmy (1) przez strefę działania czujnika (4), a ponadto w skład systemu wchodzą: urządzenie (5) do pomiaru długości taśmy (1), umieszczone w pobliżu czujnika (4), sterownik mikroprocesorowy (6), urządzenie do transmisji danych cyfrowych (7) używane do przesyłania wyników pomiarowych oraz system komputerowy (8) zawierający komputer lub kilka komputerów połączonych siecią komputerową oraz oprogramowanie z programami działającymi na wspólnej bazie danych.

4. System według zastrz. 3, znamienny tym, że czujnik (4) jest dołączony do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego (6) lub do wejścia/wyjścia urządzenia (5) do pomiaru długości, przy czym urządzenie (5) jest również dołączone do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego (6), który połączony jest z urządzeniem (7) do transmisji danych cyfrowych.